Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
В пневматическом пирометре постоянная проба горячего газа просасывается через сужение, охлаждается и затем просасываетсЛ через второе сужение, где измеряется его температура. Температур ру горячего газа рассчитывают, зная перепад давления при его переходе через два сужения и температуру во втором (холодном) сужении. Расчет может быть проведен автоматически с помощью' простой аналоговой вычислительной машины.
В общем случае для несжимаемого газа падение давления Ap в сужении трубки связано с массопереносом m уравнением
&p = km3/p (II.4)
где k — коэффициент сужения сопла; р — плотность газа.
Из газового закона
р = MPIRT (TI. 5)
где M — масса 1 моль газа; P — общее давление газа; R— универсальная газов вая постоянная. ¦
В пневматическом пирометре сужения расположены последовательно, поэтому массоперенос одинаков для обоих сужений. Если) индекс 1 относится к горячему газу, а индекс 2 — к холодному, Tdj
P1Ap1Mx_____PjAp2M2 .
ItlRT1 - H2RT2 Ilj -Ь)
Если потеря давления между двумя сужениями настолько^ мала, что ею можно пренебречь, то Pi = P2. Далее, поскольку дис-J социация молекул, например, в отходящих газах, пренебрежимо мала при температурах до 2000 °С, то Mi=M2. Даже для температур около 2500 0C рассчитанный эффект диссоциации составляет лишь 5% для отходящих газов типичного состава [392].
Необходимо также соблюдение условия, чтобы между сужениями не происходило конденсации паров и поток находился в турбулентном режиме. Тогда уравнение (II.5) может быть упрощено
(П-7)
где k=k2lkl.
70
I
Рис. II-7. Пневматический пирометр Вентури [392]:
/ — датчик температуры; 2— горловина Вентури (холодная); 3 — трубка для газа; 4 — линии давлення; 5 — горловина Вентурк (горячая); 6 — уплотнительное кольцо; 7—верхняя точка отбора давления; 8 — вставка Вентури.
В приборе, разіработанном в лабораториях B.C.R.M.A [392], этот принцип используется в пневматическом пирометре Вентури, показанном на рис. II-7.
Пробоотборник диаметром 57 мм с водяным охлаждением изготовлен из бронзы или нержавеющей стали. Его длина зависит от конкретной области ,применения. Разработка горячего циклона Вентури представляется весьма сложной. Он изготовлен из коррозионностойкой стали и герметично соединен со штуцером с помощью каучуковых О-образных колец.
Водоохлаждаемая трубка облицована бронзой, чтобы предотвратить конденсацию влаги, содержащейся в газах. Холодный Циклон Вентури расположен за водоохлаждаемой секцией; темпе-ратуру газа определяют с помощью платинового термометра сопротивления, поскольку изменение сопротивления этих термометров пропорционально абсолютной температуре в рассматриваемой области температур.
Контрольно-измерительная аппаратура [482] должна автоматически обеспечивать решение уравнения (II.6). Для этого разность Давлений A pi и А р2 преобразуется в электрические сигналы с помощью датчиков давления—преобразователей Бодуэна, рассчитанных на давления от 0 до 5 кПа и питаемых переменным током кГц от транзисторного осциллографа. Каждый датчик включает себя дифференциальный трансформатор, поэтому выходной сигал пропорционален приложенной разности давлений. Переменный к сигнала выпрямляется с помощью кремниевого выпрямителя, затем один сигнал проходит через термометр сопротивления,
71
а другой — поступает на подвижный контакт потенциометра. Раз ность потенциалов на сопротивлении подается на вход потенциоІ метра, который показывает непосредственно абсолютную температуру горячего газа. !|
Это устройство гораздо проще, чем существовавшие ранее, где вместо термометров сопротивления применялись термопары.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЧКИ РОСЫ
Точное определение точки росы очищаемых газов играет перв< степенную роль, так как проведение очистки при температурах ниже точки росы приводит к осаждению капель воды, в которой могут раствориться коррозионно-активные вещества, например ок-сид серы (IV). Это значительно сокращает срок службы установку Так, для некоторых фильтров он снижается от нескольких лет не» прерывной работы до нескольких часов. Кроме того, это приводит к коррозионному разрушению как самой газоочистительной уста, новки, так и технологического оборудования — например эконо-* майзеїра в котле-утилизаторе.
В газах сгорания влага образуется как из используемого для горения воздуха, так и из водорода топлива. Следовательно, в дни с высокой влажностью воздуха отходящие газы после их охлаждения до температуры окружающей среды будут пересыщены, и влага выпадает на пылеулавливающих устройствах, если их температура будет ниже точки росы. Если в топливе присутствует сера, отходящие (дымовые) газы содержат оксиды серы (IV) и (VI). Даже при очень незначительном содержании SO3 (0,005%) и 10% водяного пара точка росы газов повышается приблизительно До 150 °С [402].
Точка росы может быть найдена с помощью прибора, измерякл щего температуру однородной непроводящей поверхности, помеч щенной между двумя электродами. Сопротивление сухого материа* л а практически бесконечно, но когда на его поверхности конденси* руется пленка влаги, сопротивление уменьшается, и между электродами проходит ток. Одна из ,первых моделей такого прибора 1 была сделана Джонстоном [402], а более современная, усовершенствованная его модификация была описана Басса и Беером [62].
